专利名称：化学热泵电解的制作方法
技术领域：
本发明专利属于化学领域，物理化学、电解技术应用。
背景技术：
1、 化学电解质溶液置换反应一〉化学原电池反应Zn+CuS04 = ZnS04+Cu+Q (热)
式中Zn+[Cu**S04~ ]=[Zn**S04~~]+Cu+Q (热) Zn+[Cu**] = [Zn**]+Cu+Q (热)
价电子从"金属导体Zn"转移到"金属导体Cu"，同时释放出Q (热)。e(Zn)=e(Cu)+Q (热)说明e价电子是有能量等级的。化学反应过程中，e价电子服从"e趋向于能量等 级最小化原理"，在不同的导电体之间转移，e能量等级下降、同时释放出多余的能量。活泼性越大的金属原子，它的e价电子能量等级越高；活泼性越小的金属原子，它的e 价电子能量等级越低。在化学置换反应中，e价电子的能量等级变化越大、降低越多， 所释放出来的能量也就越大、越多；在化学原电池反应中，也就是所释放出来能量电 能越大、越多。
2、 化学原电池反应—〉物理直流电路温差电热端反应价电子从"金属导体Zn"转移到"金 属导体Cu"，同时释放出Q(热)。e(Zn)=e(CU)+Q (热)化学置换、化学原电池的反 应只有一个方向，价电子e从Zn转移到Cu同时释放出Q (热)，服从e自发趋向于能量 等级最小化原则。物理直流电路温差电反应有两个方向，热端和冷端；热端反应方向与化 学原电池反应方向一致e(Zn)=e(CU)+Q (热)，冷端与热端(还有化学置换、化学原电 池反应)的反应方向相反e(Cu)+Q (热)一〉e(Zn)。热端是价电子能量等级的下降过程， 伴随着能量的释放输出；冷端是价电子能量等级的上升过程，伴随着能量的吸收输入。 注明化学以阳离子与价电子之间的相互作用力为动力[服从e能量最小化原理]、物理直
流电路以外界电压为动力，驱动价电子作定向转移。
3、 冷端的意义在于价电子能量等级(简称能级)的上升过程，伴隨着能量的吸收输入，它
的能量来源是可以部分利用Q (热)来贡献给e价电子能量等级的上升。物理直流电路 温差电现象的冷端反应证明了这一点！那么，就像空气、阳光一样，再平常不过的Q(热) 也有它的开发利用价值。我们可以开发利用Q (热)来贡献给价电子能级的提升工程， 这是化学热泵电解的一个重要基础出发点！4、 用能量守恒的眼光看e价电子在各种导电体之间转移所发生的热效应与e能量等级变化
电阻热之外的热效应发热现象/吸热现象。e价电子转移到新的导电体之中，生存环 境改变原子实物理场/离子晶格，e价电子必然入乡随俗发生e能量等级的改变(取 数理统计平均值)，伴随着热效应的发生。那么，冷端的吸热现象就是e价电子能量等级 升高所引起的，符合能量不灭定理。
5、 以25度时氢气标准电极电位表说明e价电子能量等级的变化与能量输出§输入之间的关 系a、活泼性越强的金属，它的e价电子能量等级越高一还原能力越强大；物理方面 逸出功越小/低功函，费米能级越高。活泼性越弱的金属，它的e价电子能量等级越低 一还原能力越弱小。物理方面逸出功越大/高功函，费米能级越低。
b、 在活泼性相差越大(它们的e价电子能量等级相差越大)的金属之间，化学溶液置换 时释放出的Q (热)越多；结合成原电池时释放出来的V (电能)越多。银锌电池大于铜锌电 池就是 一 个例子。 Zn+2Ag* = Zn**+2Ag+Q (Zn\Ag) Zn+Cu** = Zn**+Cu+Q (Zn\Cu) Q(ZrAAg)大于Q(ZiACu)
e(Zn) = e(Ag)+Q(Zn\Ag) e(Zn) = e(Cu)+Q(Zn\Cu)
c、 在活泼性相差越大(它们的e价电子能量等级相差越大)的金属之间，组合成物理直 流电路的温差电现象时，热端释放的热能越多、冷端吸收的热能越多必须合理配置
它们的e价电子之间的逸出功相差越大、功函数相差越大、费米能级相差越大。
发明内容
价电子作为负电荷载体，它的负电荷数量是一。不管e价电子转移到任何导电体，它的 负电荷数量是一样的。价电子在作为负电荷载体的同时，也是能量的载体〖在不同的导电体 当中，价电子的能量等级(简称能级)是不相同的。』，这一点我们今后必须加强重视它、开 发利用它。在化学领域，我们把它叫做价电子。在物理领域，金属中我们把它叫做共有化自 由电子；半导体中我们把它叫做载流子。其实，我们可以找到它们的共性部分=原子的最外 层电子，可以参与导电过程的那一部分电子。我们对于它作为能量载体感兴趣，对于它在不 同导电体之间转移所产生的能量等级变化感兴趣，对它在不同导电体之间转移所产生的能量 输入、能量输出感兴趣，努力开发利用。
解决方案本发明专利申请是200810071651. 4发明专利部分内容的具体化、清晰化。
在直流电路中，电力消耗主要是转化成两部分能量1、克服电阻，驱动导电电子的定向 转移，最后转换成电阻热；2、 V电激发We价电子能量等级能级上升，物理是克服门槛 电压半导体LED，半导体激光器，P-N结整流二极管e (NO +V—>e(N) e(P)+V—〉e(M)，最后转化成门槛热和hv(光量子)发射，e(N) 二e(P)+Q(门槛热)e(N) =e(P)+hv (光量子发 射)化学是电解槽初始导通电压，最后转化成化学能和电解质溶液电阻热。我们把电解质溶 液看作一种特殊的导电体， 一样服从电流导通的e价电子能量等级门槛要求简称化学门槛 电压。其中，价电子能级的上升是可以部分利用Q (热)来实现的；这部分Q (热)可以等 量节省原来的电压消耗，这完全符合能量守恒、能量不灭定律。
设有 一 条直流电路P-Au-Ag-Cu-Zn-A1-N 那么价电子能级就是 e(P)->e (Au)-〉e (Ag)-〉e (Cu) ->e(Zn) ->e (Al)->e (N) 这是一个价电子能量等级逐步提升的 进行时。从高功函金属Au到低功函金属Al的逐渐过渡形式，高功函金属与P半导体接触、 低功函金属与N半导体接触。我们以P半导体为阳极/以N半导体为阴极，以Cu为电源导线， 以电解产物氢气/氧气为其中的一个实际例子e(OPT) —〉e(P) — 〉e(Au) —〉e(Ag) — 〉e(Cu)在 每一个接触界面，都是同时依靠"Q(热激发"/。+V(电激发H " —起来提升e价电子能量等级。 40H~ —4e(0H )二2H20+02[上] e(Cu) —〉e(Zn) — 〉e(Al) — 〉e(N) 2W+2e(N)W2[上]+Q 它的结构特征就是在电解电路中添加冷端[吸热装置]，这样做的结果是输入电解槽的能量来 源有两个电压消耗和冷端能量转移热泵技术应用。
有益效果技术进步1、添加了一种能源输入，把冷端[吸热装置]从环境介质中吸收来的 Q(热能H运载到[热端/能量输出端]一一电解槽释放出来.在阳极,e(OlT)〉e(P)/e(Au) 在 阴极，e(Zn)/e(Al)/e(N)〉e(H2)在电极上面发生e转移服从"价电子能量等级门槛定理"， 大大减少了 V电激发％提升价电子能级的负担,等量节省了电压消耗。以Q(热激发)％提升价 电子能量等级部分替代V(电激发)X提升价电子能量等级，等量节省了电压消耗。2、冷端吸 热装置产生的冷源可以作为冷冻一冷藏一空调的用途！3、电极可以镀薄薄的一层金*铂等抗腐 蚀材料,隧道穿越不影响价电子能级。4、化学热泵电解技术不仅仅用于电解质溶液产生氢气/ 氧气，它有许多种用途，为发明设计打开了广阔的空间。
宏观视角根据能量守恒定律，冷端的热能必定有它的去处，能量是不可能消失的。这就是 能量搬家行动,把冷端吸收到的热能搬家转移到热端释放出来热泵原理。热端的能量释放 方式可以是多种多样的。电解能一化学能可以是其中的一种。这样子，输入电解槽的能量有 两种电能和洛端吸热装置搬家过来的能量。根据能量守恒定律，冷端吸热装置搬
家过来的能量可以等量节省电解过程中的电力消耗。
微观视角直流电路中价电子能级的上升必定有它的能量来源，它可以是Q(热激发)/也 可以是V(电
激发)/也可以是hv(光量子激发)。Q(热激发〉见之于温差电效应的冷端 e(Cu)+Q---〉e(Zn);V(电激发)见之于门槛电压e(M)+V-—〉e(N) e(P)+V---〉e(M)半导体 LED/半导体激光器/P-N结整流二极管；hv(光量子激发)见之于太阳能光伏电池e(P)+hv-—〉e(N).价电子不仅仅是负电荷的载体，同时也是能量的载体，价电子是有能量等级 的。价电子能级提升,必然要从外界吸收能量;价电子能级下降，必然要向外界释放能量。 在化学热泵电解的能量搬家过程中，价电子e是能量的运载工具一从冷端吸热装置吸收Q装 车e价电子能量等级提升，运载到热端电解槽卸车释放Q能量e价电子能量等级下降。
在电解槽中，电极/电解液界面的e价电子转移，服从门槛能级要求，实现e价电子能量 等级的平级转移不消耗V (电激发)％。在阴极输出给电解液阳离子的e价电子能量等级 高于电解生成物的e价电子能量等级门槛，比如e(N)、 e(Al)、 e(Zn)能量等级高于e(H2)的 能量等级门槛。在阳极输入的电解液阴离子的e价电子能量等级高于或者等于、相近于阳极 附近材料的e价电子能量等级，比如e(OFT)能量等级高于或者等于、相近于e(P)、 e(Au)的 价电子能量等级。
注明不同导电体之间的接触电位差，并没有阻碍温差电现象的产生、并没有改变温差 电冷热端的性质。
说明书附图
图l、半导体P-N结的能级、能带图门槛电压的消耗一门槛热的释放
在P-N结二极管的电力消耗中，主要有门槛电压电力消耗和常规电阻电力消耗两种。在 单个P-N结二极管的线路图中，以e的前进方向为参照系。e(M)+V(电激发)=e(N) e(P)+V(电激发)=e(M)这两个部分为门槛电压电力消耗/电能转换为e载流子能级的提升； 在P-N结界面，门槛电压转化为门槛热释放整流二极管。 e(N)=e(P)+Q (门槛热) 式中Q (门槛热)约等于二Eg禁带宽度二门槛电压消耗半导体激光器和半导体LED的门槛 热释放有两种方式e(N)=e(P)+hv (光量子)e(N)-e(P)+Q(热)其中hv (光量子)的 %、 Q (热)的％，要看具体的P/N材料质量来决定。也就是说明了 "门槛热"能量的释放方 式不仅仅只有"Q (热)" 一种，它还可以是"hv (光量子)"、也可以是"化学能(电解)如 果以P/N材料为电解槽电极"！
半导体激光器、半导体LED也有单向导电性，服从P-N结二极管的单向导电性原理。
为什么e价电子一载流子可以从N半导体进入P半导体，而e价电子一载流子不可以从 P半导体进入N半导体呢？现在的解释是N半导体接电源负极，P半导体接电源正极，阻挡 层从变薄到消失，电流导通；N半导体接正极，P半导体接负极，阻挡层变厚，电流阻断。
我们提供一个新的思路能量来源问题与载流子导通。P-N结导通的时候，同时释放出Q (门槛热)e(N)—〉e(P)+Q(门槛热)作为一个可逆过程，就必须是e(P)+Q (门槛热)一 〉e(N)才可以导通。没有了能量来源Q (门槛热)，如何导通？极少量漏电流的能量来源取之 于半导体的本征Q (热激发)。如果P-N结的温度上升到它的限定值，它的定向导电性功能就会消失——漏电流扩大，Q (结区热)给漏电流提供了足够的能量支持e(P)+Q (热激发/门槛 热)一〉e(N)从能量守恒、能量来源角度可以很容易理解P-N结的定向导电性功能和它的工 作温度范围。
我们总结了电路中e导通的准入条件(1) e价电子是有能量等级的。(2)电流导通是有 e价电子能量等级限制一能量等级门槛的存在一个叫做"门槛能级"的最低e价电子能量 等级限制。门槛电压就是为了满足电流导通所必须的最低e价电子能量等级限制的能量供 应。
如果存在接触界面两边的能带重叠部分一共有化的价电子能量等级(能级)区间，就可 以平级进入对方领地同时没有发生能量的吸收或者释放；进入之后是吸热还是放热要看对 方的e价电子能量等级数理统计平均值。如果进入对方导电体的e价电子(载流子)能量等 级高于对方的e价电子能量等级，导通之后释放出多余的能量；如果低于对方的e价电子能 量等级，导通之后吸收入相差的能量吸热/致冷。
e(Zn) 二e(Cu)+Q(价电子的能量等级差放热) e(N) =e (P)+0(门槛热/￡§宽度热释放)
e(Cu)+Q (吸收能量等级差热/致冷)一〉e(Zn)
图2、 Cu-2n双导线温差电效应"冷端一热端"的微观能带图详解以e能带重叠替代e单 一能级线高低差
从化学电解质溶液置换反应开始，联系到化学原电池的置换反应，再联系到物理温差电 现象中的热端放热反应e价电子从Zn导体进入Cu导体，e价电子的能量等级下降，同时释 放出多余的能量Q (热能)。 e(Zn)二c(Cu)+Q(热)作为可逆过程，温差电冷端就是e(Cu)+Q(热)—>e(Zn) e价电子 从Cu导体进入Zn导体，e的能量等级上升，同时必须吸收等量的Q (热能)。热端是e(Zn) 一Q(热)一〉e(Cu)
如果我们从Cu和Zn的能带图来观察与思考，热端为什么发热？冷端为什么吸热？就可 以得到很好的理解虽然Cu与Zn的e价电子能量等级取各自的统计平均值不相同，但 是它们之间存在大量的能带重叠部分一共有化的价电子能量等级区间，相互之间的电流导通 是可以顺利进行的没有P-N结的单向导电性限制。(1)当e价电子从Cu导体进入Zn导体 的时候，是可以平级过渡的没有发生能量的吸收和释放。(2) c价电子从Cu导体进入Zn 导体之后，产生了入乡随俗的同化作用-e价电子在Cu导体中服从Cu的e价电子能量等级 的数理统计概率分布，进入Zn导体之后服从Zn的e价电子能量等级的数理统计概率分布、e 价电子能量等级的统计平均值发生了变化。由e(Cu)变成了 e(Zn),同时发生了吸热现象 e(Cu)+Q (热)一〉e(Zn)吸热现象是发生在e从Cu导体进入Zn导体之后。(3)当e (Zn)从 锌导体进入铜导体的时候，是可以平级过渡的。(4) e (Zn)进入铜导体之后，产生了入乡随 俗的同化作用^服从新的生存环境铜导体的e价电子能量等级的数理统计概率分布，e能级 的统计平均值发生了变化。由e (Zn)变成了 e(Cu),同时发生了放热现象e(Zn) = e(Cu)+Q(热)放热现象是发生在e从锌导体进入铜导体之后的。
根据费米能级计算出来的接触电位差，是取两种导电体费米能级的数理统计平均值、是 两条线的高低差。根据化学电负性第一电离能、第一电子亲和能来计算两种导体的接触 电位差，因为测试基础温度范围的差异，与温差电冷热端的实际情况不一致。费米能级和电 负性可以有参考价值，具体应用还必须我们根据温差电冷热端现象重新测试计算。
结合化学电解质溶液置换反应、化学原电池反应，e(Zn)二e(Cu)+Q(热)25度氢气电 极标准电极电位表也有重要的参考价值。
图3、半导体致冷器的能带示意图"电子一〉空穴"复合过程与"空穴一〉电子"的反向复 合过程
半导体致冷器能带示意图的观察e价电子能量等级一载流子能量等级 图中M为金属，包含单一金属、多种金属组合、合金材料等等。
半导体激光器、半导体LED的"电子一空穴"复合过程有两种e(N)—〉e(P)+hv (光量 子)是一步到位的复合门槛热一步到位的释放，能量释放方式是hv光发射；e(N) —〉e(P)+Q
(热)是分步到位的复合门槛热分步到位的释放，能量释放方式是Q热辐射，主要是半导 体材料Eg区间的杂质中间能级、晶格缺陷能级造成的。半导体致冷器的"电子一空穴"复合 过程就是分多歩到位的复合过程门槛热分多步到位的缓慢释放e(N) —〉e(P)+Q(门槛热)
式中Q (门槛热)=Q(1)+Q(2)+Q(3)+......+Q(x-1)+QxQ (热)的释放方式是由众多小级
别的Q (热释放)来完成的。这三种"电子一〉空穴"的复合过程都是门槛热的释放过程。Q
(门槛热) 一步到位释放，就是hv (光量子)发射；Q (门槛热)分步到位释放，就是Q热 辐射。半导体致冷器的热端二e(N)—〉e(P)+Q(热)也是一种Q (门槛热)分多步到位的缓 慢释放。那么，半导体致冷器的冷端就是一种Q (反向门槛热)的吸收过程e(P)+Q (热)一 〉e(N)冷端反向门槛热的吸收过程与热端门槛热的释放过程一样，也是由众多的小级别Q(热 吸收)、Q (热释放)来完成的。Q(热)=Q(1)+Q(2)+Q(3)+......+Q(x-1)+Qx
Q (门槛热)二约等于Eg(禁带宽度)xl (电流) 热端总热量二Q (门槛热)+Q (电阻热)一Q (热传导) 冷端吸热量=反向门槛热x效率M^EgxIx效率X 效率W二杂质能级屏蔽率MxQ(热激发) % Eg区存在杂质能级对于热端的Q 〔热释放)没有什么影响，但是它对于冷端的Q (吸热 效果)是一个不利的影响，e具有自发趋向于能量最小化的运动特性。目前，半导体激光器、 半导体LED的门槛能级(门槛电压)基本上是由V (电激发)％来完成的，而半导体致冷器 的反向门槛能级是由"V (电激发)+Q (热激发)"来共同完成的。即[e (P) +V (电激发)％] + [e (P) +Q (热激发)％]=e(N)如何提高Q (热激发)％的比例是提高半导体致冷器效率的关键技术， 等到"发明专利的实质审査阶段"我们再作详细说明！制冷量二致冷量(吸热量) 一电阻热一热传导
我们把LED与S半导体致冷器作一个比较a、 LED门槛热的释放e(N) — 〉e(P)+hv(光)+Q(热)S致冷器门槛热的释放e(N)—〉e(P)+Q(热)这是能量输出端之比较， LED有两种，S致冷器只有一种。b、能量输入端之比较，LED主要是一种，S致冷器有两种。 LED之门槛能级、门槛电压c(P)+V(电激发)一〉e(N) S致冷器之门槛能级、门槛电压 e (P) +V (电激发)+Q (热激发)一 >e (N)
现在的半导体制冷器有一个z优值系数，但是z优值系数的核心机密、 一流技术我国没 有，他们只是把三四流的技术给别人。科技创新就是要多路思维，多一个角度观察与思考也 就是多一条解决问题的思路。别人给的研究成果我们应当尊重，这个并没有妨碍我们丌拓新 的思路！
图4、取消半导体致冷器的热端M散热板，引入hv发光与电解(转化成化学能释放)。能带 示意图，Q(门槛热)的能量释放方式是可以多种多样的。
图中的M为金属导体或者多种金属导体的组合结构，S (P/N)半导体为单一或者组合结构。 把Q(门槛热)利用起来，变废为宝，从取消热端M散热板开始。由于P-N结Eg区中间 杂质能级、缺陷能级的存在，目前半导体LED、半导体激光器的发光％效率仍然低于发热％ 比例，存在一些难以克服的问题，利用Q (门槛热)来发光等待将来慢慢解决。而利用Q (门 槛热)进入化学电解领域，就可以没有中间杂质能级的干扰。以电解产生氢气、氧气为例 电解质溶液的提纯技术是成熟的，在e(H的能级与e(0『)能级之间可以没有杂质能级的存在微量是可能的例如百万份之一。提高了中间杂质能级的屏蔽率％ 。 我们来观察一下"P-N结门槛电压——电解槽的门槛电压"的可比性 e(N)的能量等级门槛——e(H2)的能量等级门槛 e(P)能量等级门槛一一e(OH，能量 等级门槛
图5、能级能带示意图M组合叠层结构一提高Q (热激发)％比例的必要措施之一部分『摘 要附图J
各种导电体接触界面的导通原理与入乡随俗后的e能量等级提升！把M金属(包含合金)、 S半导体、电解质溶液中的离子统一看成是导电体，同样服从导电体的e价电子准入条件e 价电子能量等级必须高于对方领地的某一个最低限定值能带范围底线/能量等级门槛，才 可以导通！多余的能量可以导通后释放，不足的能量无法及时得到补充支持所以就不能导通 ——存在门槛电压、门槛能级、门槛热就是一个事实证明。
我们把电解质溶液中的离子也看成是一种导电体，以电解产生氢气和氧气为例那么， 氢离子附的准入条件就是e价电子能量等级必须在e(H2)之上氢离子肿的门槛能级，e(Zn)、e(Al)、 e(N)的价电子能量等级在e(H2)之上所以是可以导通的。代替原来的电解方法e(Cu) 的价电子能量等级在e(H2)之下，但是它可以依靠e(Cu)+V (电激发)一〉e(H2)来实现导通 的。V (电激发)把e(Cu)的价电子能量等级提升到e(H2)之上来实现电流的导通。e(0H )的 能量等级与e(P)、 e(Au)等的能量等级基本相近门槛能级相近，也是可以导通的。代替原 来的电解方法e(OFT)的能量等级比e(Cu)的能量等级低，但是它可以依靠e(0H~〉+V (电激 发)一〉e(Cu)来实现导通的。
M组合叠层结构缩小了相邻导电体之间的e价电子能量等级差取它们的数理统计平均 值，有利于比较大的电流通过。
图6、发明设计之一例上视图侧视流程图
根据电流的最小阻力、最短路径导通原理，把需要串联的电极对如图排列。
把电解电极从侧面插入电解槽靠近底部的位置，电解产生的氢气、氧气，它们的气泡在 上浮过程中起到一种电解液的搅拌作用。从电解槽上部的氢气、氧气混合体由气管导入洗 气器底部，然后从洗气器上部收集处理干净的气体加以回收利用。洗气器装置存入纯净水， 底部与电解槽底部相通可以向电解槽补充消耗掉的纯净水，也可以起到一种电解液的搅拌 流通作用。电解过程中的电极能峰电压、电解液电阻最后都转化成电阻热，使电解液温度升 高，约在100—105度左右。这部分热能的利用可以考虑应用温差发电等方式加以回收。
更多的发明设计欢迎有兴趣的朋友们一起来开发利用。
具体实施例方式
电解为主角，致冷为配角=依靠物理直流电路温差电方法吸收环境热能提升价电子能量等 级(能级)的窍门。价电子在不同的金属导体中，由于原子实物理场生存环境的不相同，其 价电子能量等级也是不相同的。V外加电场力驱动价电子作定向运动，在不同金属导体的接 触界面，努力提高Q热激发^的比例减少电压消耗的好办法。门槛电压Eg高度"初始导 通电压Eg高度一电解槽初始导通电压电解门槛电压，是可以通过Q热激发^来分担的。Q (热激发)％+V (电激发)％ =电解门槛电压100%能量守恒定理说明了这一点！
门槛电压的载流子价电子能级差是一定的，由"Q (热激发)％+V (电激发)％"来 共同提升，其中Q (热激发)％比例越大、V (电激发)％比例就越小,根据能量守恒定理Q (热激发)％可以等量节省V (电激发)％的消耗。在电极一电解液接触界面，同样服从e 越过接触界面转移必须遵循的"e能量等级趋向于最小化原理"，即在阴极提供给阳离子的e 必须是能量等级高于生成物的价电子能量等级门槛能级、在阳极吸收阴离子的e必须是价 电子能量等级相近门槛能级相近的价电子。制冷为主角，电解为配角已经找到了大幅度提高Q热激发％比例、降低V电激发％比例 的窍门！因为只有Q (热激发)％才有"吸热/致冷"的贡献，V (电激发)％是不致冷的。 目前半导体LED、半导体激光器、P-N结整流二极管的门槛电压(V电激发)％是不致冷的。
价电子能带有重叠部分相邻的导电体之间有共同的价电子能级区间，是电流顺利导通 的条件之一。半导体二极管就是因为e (P)与e (N)之间没有共同的价电子能级区间存在 Eg区间，所以只有一个方向可以导通同时释放出Q (门槛热)，而另一个方向是不能导通 的既没有共同的价电子能级区间，又无法获得必须的Q (门槛热)。以P半导体作为电解 槽阳极，以N半导体作为电解槽阴极，是为了提高单个价电子载流子的致冷量一能级差 [Eg]越大，必须吸收的能量越大、致冷量也就越大，Q热激发％的贡献也就越大。吸热量/ 致冷量二Eg宽度xI电流x屏蔽率^xQ (热激发)％
我们的目标是大幅度提高半导体致冷器冷端Q (热激发)％的比例，制冷效率要超过 蒸汽压缩式机械制冷，不仅仅在小功率制冷要超过、大功率制冷也要超过。
根据我们的半导体致冷器工作效率计算致冷量二EgxIx屏蔽率XxQ (热激发)％ Eg 必须是宽禁带才能有利于提高吸热数量Eg禁带宽度越大，载流子在e(N) —〉e(P)的能量等 级下降过程中所释放出的能量越多；作为可逆过程，载流子在e(P)—〉e(N)的能量等级上升 过程中所吸收的能量越多。这个工作任务必须请从事宽禁带研究的老师们和同学们协助解 决。宽禁带加上异质结，现有的半导体LED、半导体激光器N-P材料可供参考。屏蔽率％通 过电解质溶液的提纯来剔除Eg区中间杂质能级。再加上大幅度提高Q(热激发)％的比例、 大幅度降低V (电激发)％的比例，大幅度提高半导体致冷的效率，就可以把单位电力消耗 制冷量提高到超过蒸汽压缩式机械制冷的程度。
制冷量=致冷量吸热量
一电阻热一热传导
权利要求
1、在电解电路添加冷端吸热装置，吸收Q(热)贡献于价电子能量等级的提升。
2、 冷端吸热装置可以是一种金属、合金，也可以是多种金属、多种合金组合。
3、 本发明专利的冷端可以作为冷冻、冷藏、空调的冷源使用。
4、 权利要求l的电解电路包含了各种电解质溶液、各种熔融液的电解。
5、 实际应用的发明工艺设计，多种M组合叠层结构提高了 "吸热/致冷"效率。
全文摘要
本发明是化学热泵电解技术的开发利用。现在的化学电解技术以V电力消耗作为唯一的能量来源，化学热泵电解技术提供两种能量来源V(电能)和Q(热能)。投入电解过程的总能量有两部分克服电阻[导线电阻和电解液电阻等]；提升价电子能量等级。事实证明，Q(热能)可以作为价电子能量等级提升的部分能量来源，物理温差电效应的冷端就是一个实际例子。e(Cu)+Q(热)—＞e(Zn)把物理温差电的冷端技术引入化学电解电路。宏观视觉＝能量守恒，能量搬家。微观视觉＝价电子是能量搬家的运载工具，在冷端[能量输入端]装车，在热端[能量输出端、电解槽]卸车。
文档编号F25B21/00GK101532145SQ200910126130
公开日2009年9月16日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者林开平, 林敏堂 申请人:林开平;林敏堂